等温气液混合器压降研究

实验研究空气-水两相流体通过等径90°T型管混合器进行混合的压降.结果表明,在实验范围内,混合后气液两相混合物的流动流型为环雾流,其压降主要与两股混合物流的动量比有关.根据混合后气液两相混合物的流动流型,模拟计算空气-水系统的压降,计算结果与实验结果较为吻合.利用该计算模型分析气液流量对混合器压降的影响.     

气-气快速喷射混合器的模拟研究

为开发气-气快速喷射混合器,在Fluent软件平台上,采用k-ε湍流模型模拟研究了乙苯脱氢装置中快速喷射混合器混合效果随混合器结构尺寸和操作条件变化的规律,并用混合指数来表征流体的混合效果。模拟发现,喷嘴喷射速度、喷嘴直管段长度、喷嘴个数和工业负荷变化对气-气快速喷射混合器的混合效果有重要影响。当喷嘴喷射速度为142 m/s、喷嘴直管段长度为40 mm、喷嘴个数为6个时,气-气快速喷射混合器的混合效果最佳、混合压降较小。其模拟研究方法对气-气快速喷射混合器的工程开发有重要的指导意义。     

SK型静态混合器内气-液两相流单气泡运动实验研究

采用单气泡实验对SK型静态混合器内气-液间混合过程进行试验研究,针对主流速度、气泡尺寸、混合元件数量等参数对气-液混合效果差异进行实验研究,并就整个混合过程中的压降波动进行了分析。实验结果表明,SK型静态混合器增大气-液两相相界面,提高气-液两相混合效果,延长气-液停留时间,混合元件数增加压力降增大。     

叶片式静态混合器多相流动特性的数值分析

基于加氢反应流出物空冷器(REAC)系统的油、气、水三相物性参数,建立了叶片式静态混合器物理模型,并采用Mixture多相流模型和Realizable k-?湍流模型进行CFD数值计算,分析叶片式混合器内多相流动特性。模拟所得到的混合器进出口压降与实验值吻合较好,验证了计算结果的可靠性。研究结果表明:在混合区域内,多相流流速提高,湍流强度明显增强,并且在最下方叶片的底部会形成较大尺度的漩涡。通过分析管道各截面的水相分率和不均匀系数φ可知,水相分率的不均匀性在混合后得到了明显改善。在2~6 m×s~(-1)的流速范围内,流速的改变不会对混合效果造成影响。采用无量纲参数λ定义混合器出口距离L与混合器长度l的比值,计算发现,当λ≥3时,流体水相分率的不均匀系数不再发生明显改变。混合器出口管道壁面会形成剪切应力较大的区域,接近碳钢材料冲蚀破坏的临界值,需考虑在混合器出口增加不锈钢衬套,防止壁面冲刷减薄。     

一种新型板翅式换热器气液分配器分配特性的敏感性分析

两相流动分配不均是影响板翅式换热器换热效率的主要因素。传统的"先混合,后分配"方法不能解决在导流翅片中流向突变时气液分离引起的气液两相流体分配不均问题,因此采用"先分配,后混合"的理念提出了一种新型的气液分配器,气体和液体分别从各自的通道进入分配器,在分配器内均匀混合后进入换热器的翅片换热通道进行换热。通过对分配器内部流场的数值模拟,发现:分配器的气液分配不均匀度随流量的增加而增加,且不均匀度受液相流量的影响比气相大。该气液分配器的气液分配不均匀度相比传统封头结构降低了一个数量级,能够有效改善板翅式换热器层间通道的气液分配特性,提高板翅式换热器的换热效率。     

气体分布器结构对气升式环流反应器内气液两相流动的影响

使用欧拉两流体模型研究气体分布器结构对气升式环流反应器内气液两相流动的影响,预测了环己烷氧化反应器内单环结构、三环结构、五环结构的气体分布器时反应器内液相速度分布、气含率分布、液相循环速度以及液相微观混合特性.模拟结果表明,在等量的进气流量下,气体分布器环数增加,液相速度分布和气含率分布更趋均匀;气体分布器环数增加,液相推动力增加,从而使得液相循环速度增加,液相的宏观混合效果增强;气体分布器环数增加,导流筒内外的平均气含率增加.随机游走模型模拟结果表明,气升式环流反应器与普通鼓泡床反应器对气体分布器结构要求不同.     

非强制环流混合器中的颗粒速度特性

为了考察无导流筒的非强制环流混合器的颗粒混合效率,强化颗粒沿径向的混合效果,采用计算流体动力学(CFD)方法,基于能量最小化多尺度(EMMS)的非均匀化曳力模型模拟研究了非强制环流混合器中的颗粒混合方式及相关流场。模拟结果所示:由于导流筒限制消失,颗粒在中心区与边壁区之间流入与流出,增加了颗粒的混合;在混合器底部(h=0.04 m),颗粒由边壁处向中心处流动,而其他高度,颗粒沿径向向外侧运动;由于中心下料管进料的偏流作用,使得颗粒在上部下降管区及h为0.16 m附近截面产生了明显的沿周向运动。在上部下降管区,边壁区的范围随着表观气速以及轴向高度的增加而减小。模拟结果为环流混合器结构的进一步优化提供了依据。     

气波制冷机变工况出口参数的计算求解

利用BWRS状态方程对气波制冷机变工况时出口参数进行了计算求解。计算表明：气波机的进气组成中,轻组分越多,分配器出口的临界速度越大,流体的质量流量减少,摩尔流量增加;不同组分混合物在相同的进气条件下,制冷温降相差较大;进气压力增加,分配器的质量流量和摩尔流量均增加;同样的制冷效率下,进气中轻组分多时温降大,重组份多时温降小。计算结果对气波机设计、操作具有实际指导意义。     

锥心浮阀塔板流体力学性能的初步研究

本试验以空气-水为介质,在1000×150mm~2长方形截面塔中进行了锥心浮阀塔板的流体力学初步研究。试验中改变了板间距、出口堰高等几何参数。文中报导了锥心浮阀塔板的干板压降、湿板总压降、泄漏及雾沫夹带的试验结果,给出了有关的经验式,初步分析讨论了试验中出现的一些新问题。     

气液并流筛板式填料压降的数值模拟

基于欧拉-欧拉模型,采用CFX软件对筛板式填料的气液两相并流流动进行了模拟。将模拟所得的压降与填料的出厂特性值进行了对比,发现在液气动能参数较小的情况下,两者吻合较好。分析了该流场内的速度分布和压力分布的特点,射流卷吸作用使流场内两相流体混合,但涡旋使筛板下方压强减小,射流撞击使筛板上方压强增加。对不同结构的矩形筛板式填料的压降进行研究,结果表明：筛板孔径和液相流量是影响筛板压降的重要因素,开孔直径越小,液相流量对单板压降的影响越大;上层筛孔投影与下层筛孔相交的结构更能有效降低单板压降。液相流量较大时,两个不同板间距的单板压降曲线将相交于一点,气相流量低于此交点时,板间距越小,单板压降越大;气相流量高于此交点时,则相反。     

分布板开孔率对气固流化床流动特性的影响

在内径0.14 m,高1.6 m的气固流化床中,以空气和流化催化裂化颗粒为气相和固相,采用PV-6A型光纤测速仪和U形管压差计分别测定三种不同开孔率分布板时的颗粒浓度分布和分布板压降,同时应用流体力学软件Fluent 6.2分别对三种不同开孔率分布板压降,径向固含率分布进行了模拟计算,模拟结果与实验值吻合较好.研究结果显示,分布板压降随开孔率的增大而减小,分布板开孔率大于0.86%后对压降影响较小;径向固含率波动随开孔率的增大而增大,开孔率0.46%的分布板径向固含率分布曲线波动最小,气固分布最均匀.     

双效并流立体旋液式塔板压降的实验研究

采用全新工艺流程,设计了一种新型双效气液并流吸收塔,塔内安装有改进型立体旋液式塔板。分别以空气、空气-水作为研究体系进行实验,考察了不同操作参数与塔板结构参数下双效气液并流吸收塔的干塔压降、湿塔压降以及立体旋液式塔板的干板压降、湿板压降,明确了双效气液并流吸收塔的操作参数范围。实验结果表明:立体旋液式塔板单板干板压降及湿板压降分别控制在70 Pa,180 Pa以内。在一效、二效各逆向安装3块塔板,全塔共完全安装6块塔板时,全塔压降最大,但是干塔压降及湿塔压降可分别控制在2 400 Pa,2 800 Pa以内,双效气液并流吸收塔与立体旋液式式塔板的组合在能耗及操作弹性方面优势明显。     

气液搅拌釜中不同因素对混合时间的影响

在液体石蜡中通入氮气的气液搅拌釜中,通过光差法确定特定混合状态和达到该状态的混合时间,研究了多种因素对气液混合时间的影响。进气流量较小时,随进气流量增加,混合时间明显缩短;但当进气流量达一定值时,混合时间变化很小。比较了12个搅拌桨,转速和进气流量均相同时,6叶大圆盘涡轮桨混合时间最短;列出了4种桨型混合时间的长短顺序。转速和进气流量一定时,用4挡板替换3挡板,混合时间略有缩短。     

SMV静态混合器内气液两相流压降的研究

以气-液两相流动的均相流模型为前提,运用流体力学计算软件对SMV静态混合器中的气液两相流的压力场进行模拟计算,分析其压降的规律,并与水平直圆管内压降和混合器内单液相流压降做了对比分析.结果表明:气液两相流流经SMV混合器的沿程压降及局部压降均随着雷诺数的增大呈现明显增大趋势,且管路总压降与元件数成正比;静态混合器两相流...     

螺旋气升式内环流反应器流动特性

以水和空气两相系统为研究对象,建立螺旋气升式内环流反应器冷模实验装置,采用压差法测定导流筒升流区气含率,用电导法分别实测了升流区液相速度和反应器混合时间,研究螺旋气升式内环流反应器的流动特性,并与传统气升式内环流反应器的流动特性进行对比研究。结果表明,加螺环后反应器气含率明显增加,平均增幅为20%,升流区液相表观速度减小,混合时间增加。     

气升式反应器流动行为研究Ⅰ──平均气含率的影响

在一个体积为 8L(直径 96mm ,高为 180 0mm)带导流筒的气升式反应器内 ,模拟两相(空气 -水 ,空气 -水 -乙醇 )系统和三相 (空气 -水 -玻璃珠 ,空气 -水 -乙醇 -淀粉 )系统 ,改变给气流量 ,导流筒直径 ,乙醇浓度 ,玻璃珠直径 ,固含率 ,淀粉含量 ,系统温度 ,以及操作方式考察了以上因素对气升式反应器内平均气含率的影响。     

异形喷嘴撞击流混合器涡特性及混合性能数值模拟

为了研究撞击流混合器不同形状喷嘴的流场涡特性及混合效果，利用数值模拟方法对不同工况下的流场进行分析，得到不同喷嘴撞击流混合器的速度场、涡量场、涡结构以及浓度变异系数的变化规律，揭示不同形状喷嘴对撞击流混合器混合效果的影响。结果表明：喷嘴出口截面为圆形、等边三角形和正方形的撞击流混合器轴向速度为“V”形分布；喷嘴截面为圆形和正方形的撞击流混合器径向速度为“M”形分布。等边三角形截面喷嘴的撞击流混合器产生的流向涡数量多、强度大并且产生的涡旋结构的连续性更高，分布范围更广。相同工况下等边三角形截面喷嘴的撞击流混合器混合效果明显优于圆形喷嘴和正方形喷嘴混合器，最快达到混合均匀。     

多相气升式环流反应器局部相含率和环流速度

气升式环流反应器流动特性研究大多都局限于流动参数的平均特性研究,涉及气-液-固系统流动特性的研究也较少。在200×2500mm气升式环流反应器内,实验研究了空气-水两相及空气-水-玻璃珠三相体系中局部气、固相含率以及浆(液)相环流特性等随操作条件以及液、固相物性的变化规律。结果表明:1两相体系导流筒中截面平均气含率轴向分布有局部极大值,而固体和乙醇的加入使得气含率轴向分布平缓;2两相体系循环液速在导流筒中呈径向抛物分布,在环隙分布较均匀,加入固体和乙醇后对循环速度分布和大小影响不大;3三相体系中导流筒内固含率沿轴向升高呈增大趋势,环隙内轴向分布均匀;导流筒内、外固含率径向分布均不均匀,以近壁处为大;加入乙醇后对固含率分布影响不大。     

可调式静态混合器的开发试验研究

基于传统管道静态混合器在实际运行流量低于设计流量时,混合效果变差,开发了可调式管道静态混合器.通过与传统静态混合器的对比试验表明,这种可调式静态混合器实现简单,但却能很好的解决在低水量运行时传统静态混合器出现的问题.当流量百分比为30%～40%时,混合均匀度大于90%;流量百分比为45%～70%时,能达到理想的混合效果.相比于传统混合器,这2个流量阶段的混合效果显著提高;当流量百分比在80%以上时,2种混合器的混合效果相当.     

气升式反应器内三相条件下流动行为研究Ⅱ——循环液速的影响

在一个体积为8L（直径96mm,高为1800mm）带导流筒的气升式反应器内,模拟两相（空气-水,空气-水-乙醇）系统和三相（空气-水-玻璃珠,空气-水-乙醇-淀粉）系统,改变给气流量,导流管直径,乙醇浓度,玻璃珠直径,固含率,淀粉含量,系统温度,以及操作方式考察了以上因素对气升式反应器内循环液速的影响。研究表明：随着上升气体表观速度的增加,导流简直径的增加,床内循环液速也增加;在固含率一定条件下,固含物粒径烊大,循环液速也越大;溶液浓度增加,循环液速也增加;床层中的固含率增加,而循环液速减小;系统温度增加,循环液速增加;环隙给气方式可以与中心导流简给气方式都可采用,但是环隙给气时怕循环液速小于中心导流筒给气方式的循环液速。